机械制造技术第五章套筒零件加工ppt课件

.,机械制造工艺编制及实施第三章套类零件加工工艺编制及实施,南通职业大学机械工程系机械制造教研室,.,套类零件概述,套类零件内孔表面的一般加工方法,套类零件孔加工常用设备,套类零件孔加工常用刀具,套类零件孔加工时的切削用量,保证套类工件技术要求的方法,本章要点,套类零件的测量,第三章套类零件加工工艺编制及实施,简单套类零件的加工工艺分析,.,工作场景导入,第三章套类零件加工工艺编制及实施,中小批量生产,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,（一）套筒零件的功用与结构特点功用：支承作用和导向作用结构特点：主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面零件壁的厚度较薄易变形零件长度一般大于直径,主要加工面为外圆和孔应用范围：,第三章套类零件加工工艺编制及实施,基础知识,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,（二）套筒零件的技术要求孔的技术要求：IT6-7级、孔的形状精度控制在孔径公差以内，精密套筒控制在孔径公差的1/21/3。表面粗糙度Ra值0.162.5um外圆表面的技术要求:外径尺寸精度为IT6IT7，形状精度控制在外径公差以内，表面粗糙度Ra值0.635um孔与外圆轴线的同轴度要求孔轴线与端面的垂直度要求,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,（三）套筒零件的材料与毛坯材料：铜、铸铁、青铜、或黄铜要求高的套筒：优质合金钢（38CrM0ALA、18CrNiWA）毛坯：孔径小的套筒棒料、实心铸件孔径大的套筒无缝钢管或带孔的铸件和锻件大批量生产冷挤压和粉末冶金热处理方法:渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效、渗氮,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,孔加工方法,钻孔,扩孔,镗孔,车孔,铰孔,磨孔,拉孔,珩孔,研磨孔,孔表面滚压,粗加工与半精加工,精加工,第三章套类零件加工工艺编制及实施,套类零件内孔表面加工方法,.,钻孔麻花钻在钻床或车床上进行钻孔钻孔精度和表面质量：精度为IT11-IT13级表面粗糙度Ra为50-12.5um钻孔时易产生偏移措施:钻孔前先加工工件端面用钻头或中心钻预钻一个凹坑两个主切削刃对称钻小孔或深孔时选用较小的进给量采用工件旋转的钻削方式采用钻套引导钻头,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,扩孔用扩孔钻对已钻的孔进一步加工。铰孔前的预加工，其直径偏差为负值。也可作为孔的终加工，其直径偏差为正值。扩孔精度和表面质量：精度为IT10级表面粗糙度Ra为12.5-6.3um锥柄扩孔钻的直径为10-32，套式扩孔钻的直径为25-80。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,锪孔,锪孔一般在钻床上进行。用锪削方法加工平底或锥形沉孔。,锪孔的表面粗糙度Ra为6.33.2m,锪孔动画,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,非定尺寸钻扩及复合加工,用一把钻头可加工通孔沉孔、盲孔沉孔、斜面上钻孔及凹槽，还可以钻孔、倒角(圆)、锪端面等一次进行的非定尺寸钻扩及复合加工,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,车孔,车孔是常用的孔加工方法之一，可以作粗加工，也可以作精加工,车孔精度和表面质量：精度为IT7IT8级表面粗糙度Ra为Ra为l.63.2m，精细车削可以达到更小(Ra0.8m),车孔的关键是解决内孔车刀的刚性和排屑问题：尽量增加刀杆的截面积刀杆的伸出长度尽可能缩短精车孔时，要求切屑流向待加工表面(前排屑)。前排屑主要是采用正刃倾角内孔车刀,.,绞孔对未淬火孔进行精加工的一种方法。分为机铰和手铰。铰孔不能纠正位置误差绞孔精度和表面质量：精度为IT7-IT10级表面粗糙度Ra为1.6-0.2um注意点:合理选择铰削余量和切削规范合理选择底孔合理使用铰刀正确选择切削液,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,拉孔是在拉床上用拉刀通过已有的孔来完成孔的半精加工或精加工。拉刀能拉削各种形状的孔，如圆孔、多边孔等拉孔精度和表面质量：精度为IT6-IT8级表面粗糙度Ra为0.8-0.4um,第三章套类零件加工工艺编制及实施,大批量生产,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,镗孔最常用的孔加工方法。一般在镗床上进行，也可以在车床、铣床、数控机床和加工中心上进行。可以修正毛坯或上道工序加工后所造成的孔的轴心线歪曲和偏斜。是加工大孔的唯一方法镗孔精度和表面质量：粗镗孔的精度为IT11IT13，表面粗糙度Ra为6.312.5m；半精镗的精度为IT9ITl0，Ra为1.63.2m；精镗的精度为IT7IT8，Ra为0.81.6m。精细镗的精度可达IT6，Ra为0.40.1m,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,镗孔可以在多种机床上进行，其加工方式：,车床类机床加工,镗床类机床加工,镗削箱体两壁相距较远的同轴孔系,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,精镗可以采用浮动镗刀加工，能够获得较高的孔径精度。但不能纠正孔的位置误差，需由上一道工序保证孔的位置精度。,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,精密孔的精细镗削常在金刚镗床上进行高速精镗。,常用于有色金属合金及铸铁套筒零件孔终加工或作珩磨和滚压前的预加工。刀具材料：硬质合金YT30、YT15、YG3X(主偏角较大45-90)，人工金刚石或立方氮化硼加工精度可达IT6-IT7。孔径15-100mm时，尺寸偏差是0.005-0.008mm、圆度小于0.003-0.005mm，表面粗糙度Ra值达0.8-0.1um,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,l镗杆；2套筒；3刻度导套；4刀杆；5刀片；6垫圈；7夹紧螺钉；8弹簧；9键,采用微调镗刀头,.,磨孔加工淬火钢套筒零件特点：砂轮直径小，损耗快，生产率低；磨削速度低；刚性差，易弯曲变形与振动，影响加工精度和表面粗糙度散热条件差，易发生烧伤；排屑困难；适用于淬硬孔、断续表面孔（带键槽或花键孔）、短精密孔。磨孔精度和表面质量：精度为IT7级表面粗糙度Ra为1.6-0.4um,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,磨削孔的工艺范围,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,深孔加工L/d520普通深孔：车床或钻床、深孔刀具或接长麻花钻L/d20100特殊深孔:深孔钻床、深孔刀具深孔加工的工艺特点深孔加工轴线易歪斜，孔的精度不易保证；刀具冷却散热条件差，耐用度降低；切屑排出困难，易堵塞孔，磨损严重，划伤已加工表面。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,采取的措施：工件旋转，刀具仅作进给运动；预先加工短导向孔，引导刀具；刀具上安装导向块，减小刀具的引偏；采用压力输送切削液冷却刀具；强制排屑，带走热量；改进刀具结构，增加断屑措施，有良好的分屑、断屑和卷屑功能，有利于切屑顺利排出。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,深孔钻削：单件小批接长麻花钻在车床进行成批生产深孔钻头，专用深孔机床（内排屑、外排屑）加工深孔的钻头：直径为210mm的孔，采用枪钻直径18mm以上的深孔，采用喷吸钻,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,内孔珩磨：除珩磨机床处，可在车床、镗床、钻床进行常用于加工气缸孔、阀孔、套筒孔、外形不便旋转的大型零件的孔及细长孔特点：低速、大面积接触的磨削加工加工范围孔径为1-1200mm，孔长可达12000mm可加工铸铁、淬硬或不淬硬钢件（不宜加工韧性金属）可获得较高的尺寸精度和形状精度尺寸精度IT6，圆度和圆柱度达0.003-0.005,表面粗糙度Ra值达0.63-0.04um,有时Ra值可达0.02-0.01um不能修正孔的位置偏差生产率高,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第二节套筒零件加工,珩磨原理1、工件2、油石3、进刀磨削压力4、行程进给液压缸5、链条6、变速机构7、网纹轨迹,珩磨原理,珩磨机,珩磨形成的切削网纹,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,1弹簧箍；2本体；3磨条顶块；4磨条座；5磨条；6调节锥；7螺母；8压力弹簧,珩磨头,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,珩磨余量珩磨的圆周速度和往复速度珩磨时磨条与工件表面的压力磨条选择的一般原则珩磨切削液,珩磨孔时的主要工艺参数：,.,内孔研磨研具采用铸铁制的芯棒，芯棒表面开槽来存放研磨剂。在精镗、精铰或精磨之后进行特点磨研精度：尺寸精度IT6、粗糙度Ra值达0.16-0.01um不能纠正孔的位置精度生产率低研磨加工余量约为0.025mm,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,可调式研磨棒,1心杆；2、5调节螺母；3研磨套；4键,.,孔滚压(或挤压)特点滚压加工效率高精度在0.01mm内，粗糙度Ra值达0.16um以下表面硬化耐磨铸铁液压缸不可采用滚压工艺（选用珩磨）淬硬套筒不宜采用滚压工艺滚压用量：速度=60-80m/min、进给量=0.25-0.36mm/r，切削液采用50%硫化油加50%柴油或煤油,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,套类零件孔加工设备,套类零件中间部位孔加工设备的选择,套类零件中间部位的孔一般在车床上加工采用拉削方案，可先在卧式车床或多刀半自动车床上粗车外圆、端面和钻孔(或粗镗孔)，然后再转拉床加工。,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,拉床是用拉刀进行加工的机床，主要用来加工各种形状的通孔、平面及成形表面等,拉床,只有主运动，没有进给运动,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,适于拉削的典型表面,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,套类零件孔加工刀具,孔加工刀具分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、中心钻及深孔钻等；一类是对已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀、镗刀、内孔车刀等。此外，内拉刀、内圆磨砂轮、珩磨头等也可以用来加工孔。,.,麻花钻是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT12，Ra为50-12.5m。加工范围为0.1-80mm,以30mm以下时最常用。麻花钻结构由工作部分、颈部及柄部组成工作部分分为切削部分和导向部分，担负切削和引导工作刀柄是钻头夹持部分，有直柄和锥柄两种麻花钻有两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,麻花钻动画,麻花钻,.,麻花钻的几何参数螺旋角钻头螺旋槽最外缘处螺旋线的切线与钻头轴线间的夹角。标准麻花钻=1830，一般为右旋顶角（锋角）2两主切削刃在与其平行的轴向平面上投影之间的夹角。加工钢和铸铁时取2=118主偏角kr钻头的顶角2直接决定了主偏角kr的大小，一般常用顶角代替主偏角来分析问题。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,前角r0在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。麻花钻外圆处，前角最大，约为30；接近中心，约为-30。后角f在假定工作平面(即以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平面)内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角。标准麻花钻的后角(最外缘处)为820，大直径钻头取小值，小直径钻头取大值。横刃角度横刃是两个后刀面的交线，其长度为b。横刃角度包括横刃斜角、横刃前角0和横刃后角0,.,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,横刃斜角在钻头端平面内投影的横刃与主切削刃之间的夹角。标准麻花钻的=5055横刃前角0为负值(标准麻花钻的0=-60-54)。横刃后角0与0互为余角，为较大的正值(标准麻花钻的0=3036)。,.,麻花钻的修磨修磨横刃目的是增大钻尖部分的前角、缩短横刃的长度、以降低切削力,将横刃磨出十字形，长度不变、刃倾角仍为零，增大横刃前角,保持原有横刃长度，磨大横刃前面容屑槽，留出很窄的倒棱刀,将钻尖磨出新的内直刃，既缩短横刃的长度，又增大前角，加大钻尖处容屑空间,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,修磨主切削刃目的：改变刃形或顶角，以增大前角，控制分屑断屑，改变切削负荷分布，增大散热条件,磨出内凹的圆弧刃，加强定位作用，有助于分屑断屑。用于不规则的毛坯扩孔，钻薄板。,深度大于厚度,磨出双重后角或多重后角，或磨出外凸圆弧刃适用于钻铸铁B=（0.180.22)d21=7075,磨出分屑槽,以便于分屑.分屑槽可交错开、单边开或磨出阶梯刃。适用于中等以上直径的钻头切削钢,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,修磨前刀面目的：改变前角的分布、增大或减小前角，或改变刃倾角，以满足不同的加工要求,将外缘处磨出倒棱前面。减小前角，增大进给力。适合于钻黄铜、塑料、胶木等。,沿切削刃磨出倒棱，适用于较硬材料,前面上磨出卷屑槽，以增大前角。适用于切削软材料，如有机玻璃,前面上磨出断屑台，以增强断屑,前面上磨出大前角及正的刃倾角，控制切屑向孔底方向排出。适用于精扩孔钻,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,修磨后面目的：在不影响钻刃的强度下，增大后角，以增大钻槽容屑空间，改善冷却效果修磨刃带目的：减少刃带宽度，磨出副后角，以减少刃带与孔壁的摩擦。适用于韧性大、软材料的精加工,磨出双重后角，第二后角f2=4560,0=68，ba1=0.20.4mmL0=1.54mm,修磨形式,根据需要经常选择其中两种或三种以上组合使用,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,扩孔钻扩孔钻用于扩大孔径、提高孔质量的刀具。可用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。扩孔钻的加工精度为IT10IT9，表面粗糙度为Ra6.30.8um特点:刚性好导向性好,扩孔钻只有34个刀齿切削条件好,扩孔钻无横刃、切削轻快、可用较大的进给量，生产效率高，排屑顺利,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,锪钻,第三章套类零件加工工艺编制及实施,锪钻主要有：60、90、120直柄锥面锪钻(GB/T42582004)；60、90、120锥柄锥面锪钻(GB/T11432004)；带导柱直柄平底锪钻(GB/T42602004)；带可换导柱锥柄平底锪钻(GB/T42612004)等。锪钻的尺寸选择取决于被加工孔的尺寸(直径及深度)及被加工凸起部的直径,.,铰刀铰刀用于中小直径孔的半精加工和精加工。铰刀加工余量小，齿数多，刚性和导向性好，铰刀的加工精度可达IT7IT6级，表面粗糙度可达Ra1.60.4um铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分有切削部分和校准部分。校准部分有圆柱部分和倒锥部分。铰刀分手用铰刀和机用铰刀。机用铰刀分为高速钢机用铰刀和硬质合金机用铰刀。铰削特点铰削余量小，定心好，切削薄铰削过程是切削、挤压、和摩擦过程铰削适用于加工钢、铸铁和有色金属材料，不能加工硬度过高的材料（如淬火钢、冷硬钢等）,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,铰刀动画,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,内孔车刀内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀,外圆车刀相似,偏刀相似,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,可转位内孔车刀的结构尺寸见GB/T142971993,.,拉削刀具拉削刀具是用于加工各种不同形状的孔及外表面的金属切削加工多刃刀具。孔的拉削刀具可分为拉刀和推刀两类。拉刀在拉床(卧式及立式)上使用，推刀则在压床上使用。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,拉刀分为内拉刀和外拉刀按结构分为整体拉刀、焊接拉刀、装配拉刀和镶齿拉刀常见有：圆孔拉刀、花键拉刀、方孔拉刀、和键槽拉刀等,1柄部；2颈部；3过渡圆锥；4引导部分；5切削部分；6校准部分；7后引导部分,拉刀,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,拉刀齿部名称,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,孔加工时的切削用量,切削深度,钻孔时的切削深度是钻头的半径扩孔、铰孔时的切削深度ap=(D-d)/2,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,切削速度,孔加工的切削速度,v为切削速度，m/minD为钻头、扩孔钻、铰刀的直径，mmn为车床主轴转速，r/min,用高速钢钻头钻钢料时，切削速度一般选择1530m/min，扩孔时可略高些。钻铸铁时，v取1025m/min。钻铝合金时，v取7590m/min。,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,进给量,用直径为1225mm的钻头钻削钢料时，进给量选0.150.35mm/r，钻铸件时，进给量可略大些。扩孔的进给量可比钻孔时大一些铰钢料时，选用0.20.8mm/r锪内圆锥时，进给量应控制在005mm/r以下,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,保证套类零件技术要求的方法,套类加工的关键问题是如何达到图样所规定的各项形位公差要求,在一次安装中完成,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,以内孔为基准保证位置精度,中、小型的套、带轮、齿轮等零件一般可用心轴，以内孔作为定位基准来保证工件的同轴度和垂直度,实体心轴,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,胀力心轴,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,用外圆为基准保证位置精度,车床上一般应用软卡爪装夹工件,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,套类零件的测量,孔径的测量,内卡钳,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,塞规,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,内径百分尺,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,内径千分尺,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,百分表,形状和位置精度的测量,常用的百分表有钟表式和杠杆式,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,内径百分表或千分表,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,形状精度的测量,当孔的圆度要求不很高时，在生产现场可使用内径百分表(或千分表)在孔的圆周的各个方向上测量，测量结果的最大值与最小值之差的一半即为圆度误差。在生产现场，测量孔的圆柱度时，只要使用内径百分表(或千分表)在孔的全长上取前、后、中几点，比较其测量值，其最大值与最小值之差的一半即为全长上圆柱度误差。,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,径向圆跳动的测量,位置精度的测量,端面圆跳动的测量,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,端面对轴线垂直度的测量,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,简单套类零件的工艺分析,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,液压缸加工工艺过程,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,保证套筒表面位置精度的方法方案1：先加工孔，以孔基准加工外圆（应用广泛）,夹具结构简单，定心精度高，可获得较高的位置精度;方案2：先加工外圆，以外圆为精准加工孔,工件装夹迅速可靠，但定位复杂，加工精度差。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,加工工艺过程分析：定位基准选择：加工外圆时与空心主轴加工相似，以孔的轴线为定位基准，用双顶尖顶孔口锥面或一头夹紧一头用顶尖顶孔口；加工孔时，与深孔加工相同，一般采用夹一头，另一头用中心架托住外圆；作为定位基准的外圆表面应为已加工表面。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,加工方法选择：终加工采用滚压以提高表面质量，精加工采用镗孔和浮动铰孔以保证较高的圆柱度和孔的直线度要求。夹紧方式：加工出工艺螺纹，使下面的工序都能有工艺螺纹夹紧外圆，当终加工完孔后，再车去工艺螺纹达到外圆要求的尺寸。,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,防止加工中套筒变形的措施变形原因：夹紧力、切削力、残余应力、切削热等因素影响粗、精加工分开采用可行的工艺措施，减小夹紧力影响改变夹紧力的方向，即径向夹紧改为轴向夹紧使用过渡套或弹簧套夹紧工件制造工艺凸台边或工艺螺纹采用软卡爪装夹合理安排热处理,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,每批数量为180件，材料为ZQSn6-6-3,轴承套,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,轴承套的车削工艺分析：可以是单件加工，也可以是多件加工。轴承套材料为ZQSn6-6-3，毛坯选用棒料，采用68件同时加工较为合适外圆对内孔轴线的径向跳动为0.01mm，精车外圆时应以内孔为定位基准套在小锥度心轴上，用两顶尖装夹才能保证位置精度在车、铰22H7mm内孔时，应与42mm端面、在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线垂直度公差在0.01mm以内,表3-1轴承套机械加工工艺过程卡,.,第一章机械制造工艺编制基础知识,项目分析项目工作计划项目实施准备项目实施与检查,回到工作场景,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,中小批量生产,.,第三章套类零件加工工艺编制及实施,.,分析齿轮衬套零件图样,8E160C-J齿轮衬套零件装在机油泵部件的哪部